(57)【要約】【課題】運転時間の経過に拘わらず、燃料ガスの生成を安定して行い得る燃料電池発電装置を提供する。【解決手段】制御手段Ｃに、燃料電池Ｇの目標出力の大きさに応じた燃焼室６の目標燃焼室温度を予め定めた出力対燃焼室温度情報が備えられ、制御手段Ｃが、改質用調節モードに切り換え自在に構成されて、その改質用調節モードにおいて、燃料電池Ｇの発電出力をパラメータ修正用の目標出力にするように改質室３への原燃料の供給量を調節して維持し、且つ、改質室温度検出手段Ｔｒの検出情報と燃焼室温度検出手段Ｔｆの検出情報とに基づいて、改質室３の温度を設定適正温度にするための燃焼室６の温度を求めるべく、改質バーナ１７への燃焼用燃料の供給量を変更調節して、求めた燃焼室６の温度に基づいて出力対燃焼室温度情報を修正するように構成されている。【選択図】図２
2007265777.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給される炭化水素系の原燃料と水蒸気とを改質反応させて水素ガスを主成分とする改質処理ガスを生成する改質室と、改質バーナにて燃焼用燃料を燃焼させて、前記改質室を改質処理可能なように加熱する燃焼室とを伝熱可能に並べて備えて、水素ガスを主成分とする燃料ガスを生成する燃料ガス生成部と、
その燃料ガス生成部にて生成された燃料ガスが供給されて発電する燃料電池と、
運転を制御する制御手段とが設けられ、
その制御手段が、通常運転モードにおいて、前記燃料電池の発電出力を目標出力に調節するように前記改質室への原燃料の供給量を調節し、且つ、前記改質室の温度が設定適正温度になるように前記改質バーナへの燃焼用燃料の供給量を調節するように構成された燃料電池発電装置であって、
前記改質室の温度を検出する改質室温度検出手段と前記燃焼室の温度を検出する燃焼室温度検出手段とが設けられ、
前記制御手段が、前記通常運転モードにおいて、前記燃料電池の目標出力の大きさに応じた前記燃焼室の目標燃焼室温度を予め定めた出力対燃焼室温度情報と、前記燃料電池の目標出力とに基づいて目標燃焼室温度を求めて、前記燃焼室温度検出手段の検出情報に基づいて、前記燃焼室の温度が求めた前記目標燃焼室温度になるように前記改質バーナへの燃焼用燃料の供給量を調節するように構成され、及び、
改質用調節モードに切り換え自在に構成されて、その改質用調節モードにおいて、前記燃料電池の発電出力をパラメータ修正用の目標出力にするように前記改質室への原燃料の供給量を調節して維持し、且つ、前記改質室温度検出手段の検出情報と前記燃焼室温度検出手段の検出情報とに基づいて、前記改質室の温度を前記設定適正温度にするための前記燃焼室の温度を求めるべく、前記改質バーナへの燃焼用燃料の供給量を変更調節して、求めた前記燃焼室の温度に基づいて前記出力対燃焼室温度情報を修正するように構成されている燃料電池発電装置。
【請求項２】
前記改質室にて改質処理された改質処理ガス中の一酸化炭素を選択酸化用送風手段にて供給される選択酸化用空気にて選択的に酸化する選択酸化室と、その選択酸化室の温度を検出する選択酸化室温度検出手段とが設けられ、
前記制御手段が、前記通常運転モードにおいて、前記燃料電池の目標出力の大きさに応じた選択酸化用空気の目標流量を予め定めた出力対選択酸化用空気流量情報と、前記燃料電池の目標出力とに基づいて目標流量を求めて、前記選択酸化室に供給される選択酸化用空気の流量が求めた前記目標流量になるように前記選択酸化用送風手段の回転速度を調節するように構成され、及び、
選択酸化用調節モードに切り換え自在に構成されて、その選択酸化用調節モードにおいて、前記燃料電池の発電出力を前記パラメータ修正用の目標出力にするように前記改質室への原燃料の供給量を調節して維持し、且つ、前記選択酸化室温度検出手段の検出情報に基づいて、前記選択酸化室の温度を設定適正温度にするための選択酸化用空気の流量を求めるべく、前記選択酸化用送風手段の回転速度を変更調節して、求めた選択酸化用空気の流量に基づいて前記出力対選択酸化用空気流量情報を修正するように構成されている請求項１記載の燃料電池発電装置。
【請求項３】
前記制御手段が、前記通常運転モードにおいて、前記燃料電池の目標出力の大きさ又は前記改質バーナへの燃焼用燃料の供給量に応じた前記改質バーナへ燃焼用空気を供給する燃焼用送風手段の目標回転速度を予め定めた出力対回転速度情報と、前記燃料電池の目標出力又は前記改質バーナへの燃焼用燃料の供給量とに基づいて目標回転速度を求めて、前記燃焼用送風手段を求めた前記目標回転速度に調節するように構成され、及び、
燃焼用調節モードに切り換え自在に構成されて、その燃焼用調節モードにおいて、前記燃料電池の発電出力を前記パラメータ修正用の目標出力にするように前記改質室への原燃料の供給量を調節して維持し且つ前記燃焼室の温度が前記出力対燃焼室温度情報と前記パラメータ修正用の目標出力とに基づいて求めた目標燃焼室温度になるように前記改質バーナへの燃焼用燃料の供給量を調節した状態に維持し、且つ、前記燃焼室温度検出手段の検出情報に基づいて、前記燃焼室の温度を最高又は略最高にするための前記燃焼用送風手段の回転速度を求めるべく、前記燃焼用送風手段の回転速度を変更調節して、求めた前記燃焼用送風手段の回転速度に基づいて前記出力対回転速度情報を修正するように構成されている請求項１又は２記載の燃料電池発電装置。
【請求項４】
前記パラメータ修正用の目標出力が複数段階に設定されている請求項３記載の燃料電池発電装置。
【請求項５】
前記制御手段が、前記改質用調節モードを実行するときは、前記燃焼用調節モードを実行した後に、前記改質用調節モードを実行するように構成されている請求項３又は４記載の燃料電池発電装置。
【請求項６】
前記制御手段が、運転経過情報に基づいてパラメータ修正タイミングを判別して、そのパラメータ修正タイミングにて、前記改質用調節モード、前記選択酸化用調節モード及び前記燃焼用調節モードのうちの少なくとも一つを実行するように構成されている請求項３〜５のいずれか１項に記載の燃料電池発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、供給される炭化水素系の原燃料と水蒸気とを改質反応させて水素ガスを主成分とする改質処理ガスを生成する改質室と、改質バーナにて燃焼用燃料を燃焼させて、前記改質室を改質処理可能なように加熱する燃焼室とを伝熱可能に並べて備えて、水素ガスを主成分とする燃料ガスを生成する燃料ガス生成部と、
その燃料ガス生成部にて生成された燃料ガスが供給されて発電する燃料電池と、
運転を制御する制御手段とが設けられ、
その制御手段が、通常運転モードにおいて、前記燃料電池の発電出力を目標出力に調節するように前記改質室への原燃料の供給量を調節し、且つ、前記改質室の温度が設定適正温度になるように前記改質バーナへの燃焼用燃料の供給量を調節するように構成された燃料電池発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
かかる燃料電池発電装置は、燃焼室において、改質バーナにて燃焼用燃料を燃焼させることにより改質室を改質処理可能なように加熱し、且つ、そのように加熱する状態で、改質室において、供給される炭化水素系の原燃料と水蒸気とを改質反応させて水素ガスを主成分とする改質処理ガスを生成することにより、水素ガスを主成分とする燃料ガスを生成し、その生成燃料ガスを燃料電池に供給して、その燃料電池にて発電させるように構成したものである。
そして、通常運転モードにおいては、燃料電池の発電出力を目標出力に調節するように改質室への原燃料の供給量を調節し、且つ、改質室の温度が設定適正温度になるように改質バーナへの燃焼用燃料の供給量を調節するように構成してある。
【０００３】
このような燃料電池発電装置において、従来は、改質室の温度を検出する改質温度センサを設け、その改質温度センサの検出情報に基づいて、改質室の温度が設定適正温度になるように改質バーナへの燃焼用燃料の供給量を調節するように構成していた（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２１９９９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、このような燃料電池発電装置は、燃焼室において改質バーナにて燃焼用燃料を燃焼させることにより発生する熱を改質室に伝熱させることにより、改質室を設定適正温度になるように加熱するものであるので、改質バーナに供給する燃焼用燃料の供給量を変更調節したとしても、その燃焼用燃料の供給量の変更調節が改質室の温度変化に反映されるまでには時間がかかり、改質バーナへの燃焼用燃料供給量の変更調節による改質室の温度調節の応答性が低い。
【０００６】
そして、従来では、改質室の温度を検出する改質温度センサの検出情報に基づいて、改質室の温度が設定適正温度になるように改質バーナへの燃焼用燃料の供給量を調節するものであるので、改質室の温度が変動することに伴って、その温度変動に対応すべく改質バーナへの燃焼用燃料の供給量を変更調節しても、その改質バーナへの燃焼用燃料供給量の変更調節による改質室の温度調節の応答性が低いことから、改質室の温度が調節されるまでには時間がかかることになって、改質バーナへの燃焼用燃料供給量の変更調節が過剰に行われてしまう傾向がある。従って、このように改質バーナへの燃焼用燃料供給量の変更調節が過剰に行われると、改質室の温度が変動し易くなるので、改質室における原燃料の改質処理を安定して行い難い、延いては、燃料ガスの生成を安定して行い難いという問題があった。
ちなみに、改質室における原燃料の改質処理が不安定になると、改質処理ガスの組成が変動し易く、延いては、燃料ガスの組成を適切に維持し難くなる。
【０００７】
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、運転時間の経過に拘わらず、燃料ガスの生成を安定して行い得る燃料電池発電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の燃料電池発電装置は、供給される炭化水素系の原燃料と水蒸気とを改質反応させて水素ガスを主成分とする改質処理ガスを生成する改質室と、改質バーナにて燃焼用燃料を燃焼させて、前記改質室を改質処理可能なように加熱する燃焼室とを伝熱可能に並べて備えて、水素ガスを主成分とする燃料ガスを生成する燃料ガス生成部と、
その燃料ガス生成部にて生成された燃料ガスが供給されて発電する燃料電池と、
運転を制御する制御手段とが設けられ、
その制御手段が、通常運転モードにおいて、前記燃料電池の発電出力を目標出力に調節するように前記改質室への原燃料の供給量を調節し、且つ、前記改質室の温度が設定適正温度になるように前記改質バーナへの燃焼用燃料の供給量を調節するように構成されたものであって、
第１特徴構成は、前記改質室の温度を検出する改質室温度検出手段と前記燃焼室の温度を検出する燃焼室温度検出手段とが設けられ、
前記制御手段が、前記通常運転モードにおいて、前記燃料電池の目標出力の大きさに応じた前記燃焼室の目標燃焼室温度を予め定めた出力対燃焼室温度情報と、前記燃料電池の目標出力とに基づいて目標燃焼室温度を求めて、前記燃焼室温度検出手段の検出情報に基づいて、前記燃焼室の温度が求めた前記目標燃焼室温度になるように前記改質バーナへの燃焼用燃料の供給量を調節するように構成され、及び、
改質用調節モードに切り換え自在に構成されて、その改質用調節モードにおいて、前記燃料電池の発電出力をパラメータ修正用の目標出力にするように前記改質室への原燃料の供給量を調節して維持し、且つ、前記改質室温度検出手段の検出情報と前記燃焼室温度検出手段の検出情報とに基づいて、前記改質室の温度を前記設定適正温度にするための前記燃焼室の温度を求めるべく、前記改質バーナへの燃焼用燃料の供給量を変更調節して、求めた前記燃焼室の温度に基づいて前記出力対燃焼室温度情報を修正するように構成されている点を特徴とする。
【０００９】
即ち、通常運転モードにおいては、燃料電池の目標出力の大きさに応じた燃焼室の目標燃焼室温度を予め定めた出力対燃焼室温度情報と、燃料電池の目標出力とに基づいて目標燃焼室温度を求めて、燃焼室温度検出手段の検出情報に基づいて、燃焼室の温度が求めた目標燃焼室温度になるように改質バーナへの燃焼用燃料の供給量を調節する。
又、改質用調節モードに切り換えると、その改質用調節モードにおいては、燃料電池の発電出力をパラメータ修正用の目標出力にするように改質室への原燃料の供給量を調節して維持し、且つ、改質室温度検出手段の検出情報と燃焼室温度検出手段の検出情報とに基づいて、改質室の温度を設定適正温度にするための燃焼室の温度を求めるべく、改質バーナへの燃焼用燃料の供給量を変更調節して、求めた燃焼室の温度に基づいて出力対燃焼室温度情報を修正する。
【００１０】
つまり、燃料電池の目標出力が大きくなると、改質室における改質処理量が多くなるので、その改質室の温度を設定適正温度に維持するには、改質バーナへの燃焼用燃料の供給量を多くして燃焼室の温度を高くすることになり、燃料電池の目標出力と改質室を設定適正温度にするための燃焼室の温度との間には所定の関係がある。
そして、改質バーナへの燃焼用燃料の供給量を変更調節すると、その燃焼用燃料の供給量の変更調節が速やかに燃焼室の温度の変更調節に反映されるので、改質バーナへの燃焼用燃料供給量の変更調節による燃焼室の温度調節の応答性が高い。
【００１１】
そこで、燃料電池の目標出力の大きさと改質室を設定適正温度にするための燃焼室の温度との関係を、予め出力対燃焼室温度情報として定める。
そして、通常運転モードにおいては、出力対燃焼室温度情報と燃料電池の目標出力とに基づいて目標燃焼室温度を求めて、燃焼室温度検出手段の検出情報に基づいて、燃焼室の温度が求めた目標燃焼室温度になるように改質バーナへの燃焼用燃料の供給量を調節するようにすることにより、改質バーナへの燃焼用燃料供給量の変更調節による燃焼室の温度調節の応答性が高いことから、改質バーナへの燃焼用燃料供給量の変更調節が過剰に行われるのを防止することができる。そして、このように改質バーナへの燃焼用燃料供給量の変更調節が過剰に行われるのを防止することができることにより、燃焼室の温度を、改質室の温度を設定適正温度にするための目標燃焼室温度に維持し易くなるので、改質室の温度変動を抑制して改質室の温度を設定適正温度に維持し易くなり、改質室における改質処理を安定化させることができる。
【００１２】
ところで、改質室には、改質反応用触媒を充填してあり、その改質反応用触媒の触媒活性や改質反応用触媒の充填状態は、運転時間の経過に伴って変動するので、改質室を設定適正温度にするための燃焼室の温度が運転時間の経過に伴って変化する虞がある。
【００１３】
そこで、改質用調節モードに切り換え自在に構成して、その改質用調節モードにおいては、燃料電池の発電出力をパラメータ修正用の目標出力にするように改質室への原燃料の供給量を調節して維持する状態で、改質バーナへの燃焼用燃料の供給量を変更調節して、その変更調節の間における改質室温度検出手段の検出情報と燃焼室温度検出手段の検出情報とに基づいて、改質室の温度を設定適正温度にするための燃焼室の温度を求める。
つまり、燃料電池のパラメータ修正用の目標出力に応じた量の原燃料を設定適正温度に維持する状態で改質処理できるように、改質室を加熱するための燃焼室の温度を求めることができる。
【００１４】
そして、そのようにして求めた燃焼室の温度に基づいて、出力対燃焼室温度情報を修正すると、その時点における改質反応用触媒の触媒活性や改質反応用触媒の充填状態を反映した出力対燃焼室温度情報とすることができる。
【００１５】
そして、以降の通常運転モードにおいては、改質用調節モードにて修正した出力対燃焼室温度情報に基づいて、燃料電池の目標出力の大きさに応じた燃焼室の目標燃焼室温度を求めて、燃焼室の温度がその求めた目標燃焼室温度になるように改質バーナへの燃焼用燃料の供給量を調節することにより、運転時間の経過に拘わらず、改質室の温度変動を抑制して改質室の温度を設定適正温度に維持し易くなり、改質室における改質処理を安定化させることができ、延いては、燃料ガスの生成を安定化させることができる。
ちなみに、改質室における改質処理を安定化させることにより、改質処理ガスの組成を安定化させることができ、延いては、燃料ガスの組成を適切に維持することができる。
従って、運転時間の経過に拘わらず、燃料ガスの生成を安定して行い得る燃料電池発電装置を提供することができるようになった。
【００１６】
第２特徴構成は、上記第１特徴構成に加えて、
前記改質室にて改質処理された改質処理ガス中の一酸化炭素を選択酸化用送風手段にて供給される選択酸化用空気にて選択的に酸化する選択酸化室と、その選択酸化室の温度を検出する選択酸化室温度検出手段とが設けられ、
前記制御手段が、前記通常運転モードにおいて、前記燃料電池の目標出力の大きさに応じた選択酸化用空気の目標流量を予め定めた出力対選択酸化用空気流量情報と、前記燃料電池の目標出力とに基づいて目標流量を求めて、前記選択酸化室に供給される選択酸化用空気の流量が求めた前記目標流量になるように前記選択酸化用送風手段の回転速度を調節するように構成され、及び、
選択酸化用調節モードに切り換え自在に構成されて、その選択酸化用調節モードにおいて、前記燃料電池の発電出力を前記パラメータ修正用の目標出力にするように前記改質室への原燃料の供給量を調節して維持し、且つ、前記選択酸化室温度検出手段の検出情報に基づいて、前記選択酸化室の温度を設定適正温度にするための選択酸化用空気の流量を求めるべく、前記選択酸化用送風手段の回転速度を変更調節して、求めた選択酸化用空気の流量に基づいて前記出力対選択酸化用空気流量情報を修正するように構成されている点を特徴とする。
【００１７】
即ち、選択酸化室において、改質室にて改質処理された改質処理ガス中の一酸化炭素が選択酸化用送風手段にて供給される選択酸化用空気にて選択的に酸化されるので、一酸化炭素ガスの含有率がより小さい燃料ガスを生成することができる。
【００１８】
そして、通常運転モードにおいては、燃料電池の目標出力の大きさに応じた選択酸化用空気の目標流量を予め定めた出力対選択酸化用空気流量情報と、燃料電池の目標出力とに基づいて目標流量を求めて、選択酸化室に供給される選択酸化用空気の流量が求めた目標流量になるように選択酸化用送風手段の回転速度を調節する。
又、選択酸化用調節モードに切り換えると、その選択酸化用調節モードにおいては、燃料電池の発電出力をパラメータ修正用の目標出力にするように改質室への原燃料の供給量を調節して維持し、且つ、選択酸化室温度検出手段の検出情報に基づいて、選択酸化室の温度を設定適正温度にするための選択酸化用空気の流量を求めるべく、選択酸化用送風手段の回転速度を変更調節して、求めた選択酸化用空気の流量に基づいて前記出力対選択酸化用空気流量情報を修正する。
【００１９】
つまり、燃料電池の目標出力が大きくなると、選択酸化室にて選択酸化処理する対象の改質処理ガスの量が多くなるので、選択酸化室に供給する選択酸化用空気の流量を多くする必要があり、燃料電池の目標出力と選択酸化処理を適切に行わせるための選択酸化用空気の流量との間には所定の関係がある。
そこで、そのような燃料電池の目標出力と選択酸化処理を適切に行わせるための選択酸化用空気の流量との関係を、予め、出力対選択酸化用空気流量情報として定める。
そして、通常運転モードにおいては、出力対選択酸化用空気流量情報と燃料電池の目標出力とに基づいて目標流量を求めて、選択酸化室への選択酸化用空気の流量が求めた目標流量になるように選択酸化用送風手段の回転速度を調節するようにすることにより、燃料電池の目標出力の変更調節に応じて、選択酸化室における選択酸化処理を適切に行わせることができる。
【００２０】
ところで、選択酸化室へ供給する選択酸化用空気の流量調節は、例えば、選択酸化室へ選択酸化用空気を供給する選択酸化用送風手段における回転速度と送風量との関係を予め定めておいて、その関係に基づいて選択酸化用送風手段の回転速度を調節したり、あるいは、選択酸化室へ供給される選択酸化用空気の流量を検出する流量計を設けて、その流量計の検出情報に基づいて選択酸化用送風手段の回転速度を調節することにより行う。
しかしながら、運転時間の経過に伴って、選択酸化用送風手段の特性や流量計の特性が変動する虞があり、選択酸化用送風手段の制御条件が同じであっても、選択酸化室に供給される実際の選択酸化用空気の流量が変動する虞がある。
【００２１】
一方、選択酸化室において選択酸化処理を適切に行わせるには、選択酸化室の温度を所定の設定適切温度に維持する必要がある。
【００２２】
そこで、選択酸化用調節モードに切り換え自在に構成して、その選択酸化用調節モードにおいては、燃料電池の発電出力をパラメータ修正用の目標出力にするように改質室への原燃料の供給量を調節して維持する状態で、選択酸化用送風手段の回転速度を変更調節して、その変更調節の間における選択酸化室温度検出手段の検出情報に基づいて、選択酸化室の温度を設定適正温度にするための選択酸化用空気の流量を求める。ちなみに、選択酸化室への選択酸化用空気の流量調節を選択酸化用送風手段における回転速度と送風量との関係に基づいて行う場合は、選択酸化室の温度を設定適正温度にするための選択酸化用空気の流量は、選択酸化用送風手段の回転速度を代用して求め、選択酸化室への選択酸化用空気の流量調節を流量計の検出情報に基づいて行う場合は、選択酸化室の温度を設定適正温度にするための選択酸化用空気の流量は、流量計の検出値にて求める。
【００２３】
つまり、燃料電池のパラメータ修正用の目標出力に応じた量の原燃料を改質処理して生成される改質処理ガスを適切に選択酸化するための選択酸化用空気の流量を求めることができる。
【００２４】
そして、そのようにして求めた選択酸化室の温度を設定適正温度にするための選択酸化用空気の流量に基づいて、出力対選択酸化用空気流量情報を修正すると、その時点における選択酸化用送風手段の特性や流量計の特性を反映した出力対選択酸化用空気流量情報とすることができる。
【００２５】
そして、以降の通常運転モードにおいては、選択酸化用調節モードにて修正した出力対選択酸化用空気流量情報に基づいて、燃料電池の目標出力の大きさに応じた選択酸化用空気の流量を求めて、選択酸化室に供給される選択酸化用空気の流量がその求めた流量になるように選択酸化用送風手段の回転速度を調節することにより、運転時間の経過に拘わらず、選択酸化室において燃料電池の目標出力に応じて選択酸化処理を適切に行わせることができるようになる。
従って、運転時間の経過に拘わらず、より一層一酸化炭素ガス含有率の小さい燃料ガスの生成を安定して行うことができるようになった。
【００２６】
第３特徴構成は、上記第１又は第２特徴構成に加えて、
前記制御手段が、前記通常運転モードにおいて、前記燃料電池の目標出力の大きさ又は前記改質バーナへの燃焼用燃料の供給量に応じた前記改質バーナへ燃焼用空気を供給する燃焼用送風手段の目標回転速度を予め定めた出力対回転速度情報と、前記燃料電池の目標出力又は前記改質バーナへの燃焼用燃料の供給量とに基づいて目標回転速度を求めて、前記燃焼用送風手段を求めた前記目標回転速度に調節するように構成され、及び、
燃焼用調節モードに切り換え自在に構成されて、その燃焼用調節モードにおいて、前記燃料電池の発電出力を前記パラメータ修正用の目標出力にするように前記改質室への原燃料の供給量を調節して維持し且つ前記燃焼室の温度が前記出力対燃焼室温度情報と前記パラメータ修正用の目標出力とに基づいて求めた目標燃焼室温度になるように前記改質バーナへの燃焼用燃料の供給量を調節した状態に維持し、且つ、前記燃焼室温度検出手段の検出情報に基づいて、前記燃焼室の温度を最高又は略最高にするための前記燃焼用送風手段の回転速度を求めるべく、前記燃焼用送風手段の回転速度を変更調節して、求めた前記燃焼用送風手段の回転速度に基づいて前記出力対回転速度情報を修正するように構成されている点を特徴とする。
【００２７】
即ち、通常運転モードにおいては、燃料電池の目標出力の大きさ又は改質バーナへの燃焼用燃料の供給量に応じた改質バーナへ燃焼用空気を供給する燃焼用送風手段の目標回転速度を予め定めた出力対回転速度情報と、燃料電池の目標出力又は改質バーナへの燃焼用燃料の供給量とに基づいて目標回転速度を求めて、燃焼用送風手段を求めた目標回転速度に調節する。
又、燃焼用調節モードに切り換えると、その燃焼用調節モードにおいては、燃料電池の発電出力をパラメータ修正用の目標出力にするように改質室への原燃料の供給量を調節して維持し且つ燃焼室の温度が出力対燃焼室温度情報とパラメータ修正用の目標出力とに基づいて求めた目標燃焼室温度になるように前記改質バーナへの燃焼用燃料の供給量を調節した状態に維持し、且つ、燃焼室温度検出手段の検出情報に基づいて、燃焼室の温度を最高又は略最高にするための燃焼用送風手段の回転速度を求めるべく、燃焼用送風手段の回転速度を変更調節して、求めた燃焼用送風手段の回転速度に基づいて出力対回転速度情報を修正する。
【００２８】
つまり、燃料電池の目標出力が大きくなると、燃焼室の温度を燃料電池の目標出力に応じた目標燃焼室温度に維持するための改質バーナへの燃焼用燃料の供給量が多くなり、それに応じて、改質バーナへの燃焼用空気の供給量を多くする必要があり、燃料電池の目標出力の大きさ又は改質バーナへの燃焼用燃料の供給量と、改質バーナへの燃焼用燃料の供給量に応じた量の燃焼用空気を供給するための燃焼用送風手段の回転速度との間には所定の関係がある。
ちなみに、燃焼室にて改質バーナを燃焼させるに当たっては、燃焼室の温度が極力高くなるように燃焼させるのが、燃焼を安定化させて改質室を設定適正温度になるように適切に加熱するようにする上で好ましいことから、改質バーナへの燃焼用燃料の供給量に対する燃焼用空気の供給量は、燃焼室の温度が極力高くなるように設定するのが好ましい。
そこで、そのような燃料電池の目標出力の大きさ又は改質バーナへの燃焼用燃料の供給量と、改質バーナへの燃焼用燃料の供給量に応じた量の燃焼用空気を供給するための燃焼用送風手段の回転速度との関係を、燃焼室をその温度が極力高くなるように加熱できる状態で、予め、出力対回転速度情報として定める。
【００２９】
そして、通常運転モードにおいては、出力対回転速度情報と燃料電池の目標出力とに基づいて目標回転速度を求めて、その求めた目標回転速度になるように燃焼用送風手段の回転速度を調節することにより、燃料電池の目標出力の変更調節に応じて、改質バーナへの燃焼用燃料の供給量に応じた量の燃焼用空気を供給することができて、燃焼室の温度を燃料電池の目標出力に応じた目標燃焼室温度に維持することができる。
【００３０】
ところで、運転時間の経過に伴って、燃焼用送風手段の特性が変動する虞があり、燃焼用送風手段の制御条件が同じであっても改質バーナに供給される実際の燃焼用空気の供給量が変動する虞がある。
【００３１】
一方、改質バーナへの燃焼用燃料の供給量に対して、燃焼用空気の供給量が予め設定した適正量であるか否かは、燃焼室の温度で分かり、燃焼用空気の供給量が適正量であれば、燃焼室の温度が最も高くなる。
【００３２】
そこで、燃焼用調節モードに切り換え自在に構成して、その燃焼用調節モードにおいては、燃料電池の発電出力をパラメータ修正用の目標出力にするように改質室への原燃料の供給量を調節して維持し且つ燃焼室の温度が出力対燃焼室温度情報とパラメータ修正用の目標出力とに基づいて求めた目標燃焼室温度になるように改質バーナへの燃焼用燃料の供給量を調節した状態に維持する状態で、燃焼用送風手段の回転速度を変更調節して、その変更調節の間における燃焼室温度検出手段の検出情報に基づいて、燃焼室の温度を最高又は略最高にするための燃焼用送風手段の回転速度を求める。
つまり、燃料電池のパラメータ修正用の目標出力に応じた改質バーナへの燃焼用燃料の供給量に対して、最適又は略最適の量の燃焼用空気を供給することができる燃焼用送風手段の回転速度を求めることができる。
【００３３】
そして、そのようにして求めた燃焼室の温度を最高又は略最高にするための燃焼用送風手段の回転速度に基づいて、出力対回転速度情報を修正すると、その時点における燃焼用送風手段の特性を反映した出力対回転速度情報とすることができる。
【００３４】
そして、以降の通常運転モードにおいては、燃焼用調節モードにて修正した出力対回転速度情報に基づいて、燃料電池の目標出力の大きさ又は改質バーナへの燃焼用燃料の供給量に応じた目標回転速度を求めて、その求めた目標回転速度になるように燃焼用送風手段を調節することにより、運転時間の経過に拘わらず、改質バーナへ供給される燃焼用燃料に対して、改質バーナを安定燃焼させて改質室を適切に加熱するために適切な量の燃焼用空気を供給することができ、改質処理を安定化させることができるようになる。
従って、運転時間の経過に拘わらず、改質室における改質処理をより一層安定化させることができるので、燃料ガスの生成をより一層安定化させることができるようになった。
【００３５】
第４特徴構成は、上記第３特徴構成に加えて、
前記パラメータ修正用の目標出力が複数段階に設定されている点を特徴とする。
【００３６】
即ち、前記改質用調節モード及び前記燃焼用調節モード夫々、あるいは、前記改質用調節モード、前記選択酸化用調節モード及び前記燃焼用調節モード夫々が、複数段階のパラメータ修正用の目標出力夫々にて行われるので、前記出力対燃焼室温度情報及び前記出力対回転速度情報、あるいは、前記出力対燃焼室温度情報、前記出力対選択酸化用空気流量情報及び前記出力対回転速度情報の夫々を、より広い範囲の燃料電池の目標出力にわたって適切に修正することができる。
【００３７】
そして、そのようにより広い範囲の燃料電池の目標出力にわたって適切に修正された出力対燃焼室温度情報及び出力対回転速度情報、あるいは、出力対燃焼室温度情報、出力対選択酸化用空気流量情報及び出力対回転速度情報を用いて、燃料ガス生成部を運転することにより、運転時間の経過に拘わらず、より広い範囲の燃料電池の目標出力において、改質室における改質処理を安定化させることができ、又、選択酸化室における選択酸化処理を安定化させることができる。
従って、運転時間の経過に拘わらず、燃料ガスの生成をより一層安定して行うことができ、又、より一層一酸化炭素ガスの含有率の小さい燃料ガスの生成をより一層安定して行うことができるようになった。
【００３８】
第５特徴構成は、上記第３又は第４特徴構成に加えて、
前記制御手段が、前記改質用調節モードを実行するときは、前記燃焼用調節モードを実行した後に、前記改質用調節モードを実行するように構成されている点を特徴とする。
【００３９】
即ち、燃焼用調節モードが実行された後に、改質用調節モードが実行されるので、燃焼用調節モードにより修正された出力対回転速度情報に基づいて目標回転速度を求めて、その求めた目標回転速度になるように燃焼用送風手段の回転速度が調節される状態で、改質用調節モードが実行されることになる。
【００４０】
つまり、改質バーナの燃焼を安定化するように燃焼用空気の供給量を調節することができる状態で、改質用調節モードを行って、出力対燃焼室温度情報を修正することができるので、その出力対燃焼室温度情報をより一層適切に修正することができる。
従って、運転時間の経過に拘わらず、燃料ガスの生成を更に安定化させることができるようになった。
【００４１】
第６特徴構成は、上記第３〜第６特徴構成のいずれかに加えて、
前記制御手段が、運転経過情報に基づいてパラメータ修正タイミングを判別して、そのパラメータ修正タイミングにて、前記改質用調節モード、前記選択酸化用調節モード及び前記燃焼用調節モードのうちの少なくとも一つを実行するように構成されている点を特徴とする。
【００４２】
即ち、運転経過情報に基づいてパラメータ修正タイミングになったか否かが判別されて、そのパラメータ修正タイミングになると、前記改質用調節モード、前記選択酸化用調節モード及び前記燃焼用調節モードのうちの少なくとも一つが自動的に実行される。
つまり、改質用調節モード、選択酸化用調節モード及び燃焼用調節モードのうちのいずれかを実行する必要がある時期になると、パラメータ修正タイミングになると判別されるように構成することにより、不必要に、改質用調節モード、選択酸化用調節モード又は燃焼用調節モードが不必要に実行されることなく、必要な時期に自動的に実行されるようにすることができる。ちなみに、運転経過情報としては、燃料電池発電装置の運転時間を積算した積算運転時間や、改質室への原燃料の供給量を積算した積算原燃料供給量を用いることができる。
従って、人為的な操作を必要とすることなく、燃料電池発電装置の通常の運転に極力影響を与えないようにしながら、運転時間の経過に拘わらず燃料ガスの生成を安定化させることができるようになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。
図１及び図２に示すように、燃料電池発電装置は、炭化水素系の原燃料ガスを原料として水素ガスを主成分とする燃料ガスを生成する燃料ガス生成部Ｐと、その燃料ガス生成部Ｐにて生成された燃料ガスが供給されて発電する燃料電池Ｇと、運転を制御する制御手段としての制御部Ｃとを備えて構成してある。
【００４４】
前記燃料電池Ｇは、周知であるので詳細な説明及び図示は省略して簡単に説明すると、燃料電池Ｇは、例えば、固体高分子膜を電解質層とするセルの複数を積層状態に設けた固体高分子型に構成し、各セルの燃料極に前記燃料ガス生成部Ｐから燃料ガスを供給し、各セルの酸素極に反応用送風機３６から空気を供給して、水素と酸素との電気化学的な反応により発電を行うように構成してある。
【００４５】
燃料ガス生成部Ｐは、天然ガス等の炭化水素系の原燃料ガスを脱硫処理する脱硫室１と、供給される水を加熱して蒸発させて水蒸気を生成する水蒸気生成室２と、脱硫室１で脱硫処理された原燃料ガスを水蒸気生成室２で生成された水蒸気を用いて改質処理して水素ガスを主成分とする改質処理ガスを生成する改質室３と、改質バーナ１７にて燃焼用燃料を燃焼させて、改質室３を改質処理可能なように加熱する燃焼室６と、改質室３から供給される改質処理ガス中の一酸化炭素ガスを水蒸気を用いて二酸化炭素ガスに変成処理する変成室４と、その変成室４から供給される改質処理ガス中に残っている一酸化炭素ガスを選択的に酸化処理する選択酸化室５等を備えて構成して、一酸化炭素ガス含有量の少ない水素含有ガスを生成するように構成してある。
前記改質室３と前記燃焼室６とは、伝熱可能に並べて設けてある。
【００４６】
更に、燃料ガス生成部Ｐには、前記改質室３から排出される改質処理ガスを通流させて改質室３を加熱する改質室加熱用通流室７、前記燃焼室６から排出される燃焼排ガスを通流させてその燃焼排ガスにより前記水蒸気生成室２を加熱する加熱用排ガス通流室８、その加熱用排ガス通流室８から排出される燃焼排ガスを通流させてその燃焼排ガスにより前記変成室４を温調する温調用排ガス通流室９、前記改質室加熱用通流室７から排出される高温の改質処理ガスにより前記脱硫室１にて脱硫された脱硫後の原燃料ガスを加熱する脱硫後原燃料用熱交換器Ｅａ、その脱硫後原燃料用熱交換器Ｅａにて熱交換後の改質処理ガスにより脱硫室１にて脱硫処理する原燃料ガスを加熱する脱硫前原燃料用熱交換器Ｅｂ、及び、前記温調用排ガス通流室９から排出される燃焼排ガスの排熱を前記改質バーナ１７に供給される燃焼用燃料及び燃焼用空気に回収するエコノマイザＥｃを設けてある。
【００４７】
前記脱硫後原燃料用熱交換器Ｅａは、前記改質室加熱用通流室７から排出された改質処理ガスを通流させる上流側熱交換用通流室１０と、前記脱硫室１にて脱硫処理されて改質室３に供給する脱硫後の原燃料ガスを通流させる脱硫後原燃料通流室１１とを熱交換自在に設けて構成し、前記脱硫前原燃料用熱交換部Ｅｂは、前記上流側熱交換用通流室１０から排出された改質処理ガスを通流させる下流側熱交換用通流室１２と、前記脱硫室１にて脱硫処理する原燃料ガスを通流させる脱硫前原燃料通流室１３とを熱交換自在に設けて構成してある。
【００４８】
又、前記エコノマイザＥｃは、前記温調用排ガス通流室９から排出される燃焼排ガスを通流させる排熱源排ガス通流室１４の一方側に、前記改質バーナ１７に供給される燃焼用燃料を通流させる燃焼用燃料通流室１５を、他方側に、前記改質バーナ１７に供給される燃焼用空気を通流させる燃焼用空気通流室１６を夫々、前記排熱源排ガス通流室１４と熱交換自在に設けて構成してある。
【００４９】
図２に示すように、燃料ガス生成部Ｐは、流体を処理する処理室Ｓを形成する複数の扁平状の容器Ｂを横方向に積層状に並べ、それら複数の容器Ｂを容器並び方向に直交する方向での相対移動を許容する状態で前記容器並び方向両側から押し付け手段（図示省略）にて押し付けて構成してある。
前記容器Ｂは、図３ないし図５にも示すように、前記容器並び方向に位置する一対の容器形成部材５１を、その周辺部を溶接接続して構成し、前記一対の容器形成部材５１の少なくとも一方を、周辺部を接続代として中央部が膨出する皿状に形成してある。
【００５０】
そして、前記複数の容器Ｂにて形成される複数の処理室Ｓにより、前記脱硫、水蒸気生成、改質、変成、選択酸化、燃焼の各室１，２，３，４，５，６、及び、前記改質室加熱用、加熱用排ガス、冷却用排ガス、上流側熱交換用、脱硫後原燃料、下流側熱交換用、脱硫前原燃料用、排熱源排ガス、燃焼用燃料、燃焼用空気の各通流室７，８，９，１０，１１，１２，１３，１４，１５，１６を構成してある。
【００５１】
この実施形態では、前記複数の容器Ｂを、前記一対の容器形成部材５１の夫々を前記皿状の容器形成部材５１とする状態に形成し、且つ、前記一対の容器形成部材５１の間に仕切り部材５２を位置させた状態で周辺部を溶接接続して、前記仕切り部材５２の両側に前記処理室Ｓを備えるように構成してある。
そして、前記複数の容器Ｂのうちの一部を、前記皿状の容器形成部材５１の背部に積層状態で位置させる一つの皿状の補助容器形成部材５３を、その周辺部を隣接するものの背部に溶接することにより、前記容器並び方向に複数の処理室Ｓを形成する多処理室型の容器Ｂｍに構成してある。この多処理室型の容器Ｂｍを、図４及び図５に示す
又、前記複数の容器Ｂのうちの残部を、前記補助容器形成部材５３を設けない基本型の容器Ｂｓとしてある。この基本型の容器Ｂｓを、図３に示す。
【００５２】
前記皿状の容器形成部材５１、仕切り部材５２及び皿状の補助容器形成部材５３は、夫々、ステンレス等の耐熱金属製であり、前記皿状の容器形成部材５１及び皿状の補助容器形成部材５３は、その耐熱金属からなる板材をプレス成形して皿状に形成する。
【００５３】
この実施形態では、７個の容器Ｂを並べて、水素含有ガス生成装置Ｐを構成してある。  尚、７個の容器Ｂの区別が明確になるように、便宜上、容器を示す符合Ｂの後に、図２において左からの並び順を示す符合１，２，３……………７を付す。
【００５４】
そして、この実施形態では、左から２個目の容器Ｂ２、４個目の容器Ｂ４、右端の容器Ｂ７を基本型の容器Ｂｓとしてある。
【００５５】
又、左端の容器Ｂ１は、一対の皿状の容器形成部材５１のうち、左側の皿状の容器形成部材５１の背部に前記補助容器形成部材５３を設けて、３個の処理室Ｓを容器並び方向に並ぶ状態で備えた多処理室型の容器Ｂｍとし、左から３個目の容器Ｂ３は、図４にも示すように、一対の皿状の容器形成部材５１のうち、右側の皿状の容器形成部材５１の背部に前記補助容器形成部材５３を設けて、３個の処理室Ｓを容器並び方向に並ぶ状態で備えた多処理室型の容器Ｂｍとし、左から５個目の容器Ｂ５は、図５にも示すように、一対の皿状の容器形成部材５１の両方の背部夫々に前記補助容器形成部材５３を設けて、４個の処理室Ｓを容器並び方向に並ぶ状態で備えた多処理室型の容器Ｂｍとし、左から６個目の容器Ｂ６も、左から５個目の容器Ｂ５と同様に、４個の処理室Ｓを容器並び方向に並ぶ状態で備えた多処理室型の容器Ｂｍとしてある。
【００５６】
図２に示すように、左端の容器Ｂ１（処理室Ｓを３個備えた多処理室型の容器Ｂｍ）において、左端の処理室Ｓにて前記燃焼用燃料通流室１５を構成し、中央の処理室Ｓにて前記排熱源排ガス通流室１４を構成し、右端の処理室Ｓにて前記燃焼用空気通流室１６を構成して、この左端の容器Ｂ１にて前記エコノマイザＥｃを構成してある。
【００５７】
左から２個目の容器Ｂ２（処理室Ｓを前記容器並び方向に２個備えた基本型の容器Ｂｓ）における左側の処理室Ｓにて前記加熱用排ガス通流室８を構成し、右側の処理室Ｓにて前記水蒸気生成室２を構成してある。
【００５８】
図４にも示すように、左から３個目の容器Ｂ３（処理室Ｓを前記容器並び方向に３個備えた多処理室型の容器Ｂｍ）において、左端の処理室Ｓにて前記燃焼室６を構成し、中央の処理室Ｓにて前記改質室３を構成し、右端の処理室Ｓにて前記改質室加熱用通流室７を構成してある。
【００５９】
つまり、左から３個目の容器Ｂ３の中央の処理室Ｓ内に、炭化水素系の原燃料ガスを水蒸気を用いて水素ガスを主成分とするガスに改質処理するルテニウム、ニッケル、白金等の改質反応用触媒１９を充填して、その処理室Ｓを改質室３に構成してある。
【００６０】
前記改質室３は、原燃料ガスと水蒸気とが混合状態で上端部から供給されて、下方側に向けて流動するように構成され、その改質室３として構成する処理室Ｓと前記改質室加熱用通流室７として構成する処理室Ｓとを仕切る皿状の容器形成部材５１の下端部には、容器並び方向に隣接するそれら処理室Ｓを連通する流体通過部５４を設けて、その流体通過部５４を通して、前記改質室３にて改質処理された改質処理ガスを前記改質室加熱用通流室７に流入させるように構成してある。
そして、前記改質室３の下端部分における改質反応用触媒１９の温度を検出するように改質室温度検出手段としての改質温度センサＴｒを設けてある。
【００６１】
ちなみに、前記改質室３では、原燃料ガスがメタンガスを主成分とする天然ガスベースの都市ガス（１３Ａ）である場合は、改質反応用触媒１９の触媒作用により、例えば６００〜７５０°Ｃの範囲の改質処理温度の下で、メタンガスと水蒸気とを下記の反応式（１）にて改質反応させて、水素ガスを主成分とする改質処理ガスを生成させる。
【００６２】
【化１】
2007265777.tif 000003
【００６３】
又、左から３個目の容器Ｂ３の左端の処理室Ｓにて構成する燃焼室６内における下端部に、その燃焼室６内にて燃焼用燃料を燃焼させるように、前記改質用バーナ１７を設けてある。
この改質用バーナ１７は、図４にも示すように、複数の第１噴出孔１７ａを長手方向並べて列状に備えた第１噴出管１７Ａと複数の第２噴出孔１７ｂを長手方向並べて列状に備えた第２噴出管１７Ｂとを第１噴出孔１７ａの噴出方向と第２噴出孔１７ｂの噴出方向とが交差するように並べて設けて構成してある。
更に、燃焼室６内における改質バーナ１７よりも上方側に、白金、パラジウム等から成る燃焼触媒を保持させた燃焼触媒保持体１８を配設してある。
そして、燃焼室６内の温度を検出するように、燃焼室温度検出手段としての燃焼温度センサＴｆを設けてある。
【００６４】
前記改質バーナ１７に着火して改質室３を改質処理可能な温度に加熱する起動時は、前記改質室３に供給するのと同様の原燃料ガスを燃焼用燃料として燃焼用空気と混合させた状態で第１噴出管１７Ａに供給して燃焼させるように構成し、前記燃料電池Ｇの燃料極から排出された排燃料ガスとしてのオフガスを燃焼用燃料として燃焼させる通常時は、そのオフガスを第２噴出管１７Ｂに供給し且つ燃焼用空気を第１噴出管１７Ａに供給するように構成してある。
又、前記改質室３を改質処理可能なように加熱するには、オフガスだけでは不足する場合、その不足分を補うように、原燃料ガスを燃焼用燃料として、燃焼用空気に混合させた状態で、第１噴出管１７Ａに追加供給するように構成してある。
【００６５】
左から４個目の容器Ｂ４（基本型の容器Ｂｓ）における左側の処理室Ｓにて前記上流側熱交換用通流室１０を構成し、右側の処理室Ｓにて前記脱硫後原燃料通流室１１を構成して、この左から４個目の容器Ｂ４にて、前記脱硫後原燃料用熱交換器Ｅａを構成してある。
【００６６】
図５にも示すように、左から５個目の容器Ｂ５（処理室Ｓを前記容器並び方向に４個備えた多処理室型の容器Ｂｍ）において、左端及び左から２個目の処理室Ｓの夫々は、炭化水素系の原燃料ガスを脱硫処理する脱硫反応用触媒２０を充填して脱硫室１に構成し、左から３個目の処理室Ｓは、脱硫前原燃料通流室１３に構成し、右端の処理室Ｓは、一酸化炭素ガスを水蒸気を用いて二酸化炭素ガスに変成処理する酸化鉄系又は銅亜鉛系の変成反応用触媒２１を充填して変成室４に構成してある。
ちなみに、詳細は後述するが、この左から５個目の容器Ｂ５にて構成する変成室４を１段目として、変成室４を４段に設けるので、以下、この左から５個目の容器Ｂ５にて構成する変成室４を１段目の変成室４と記載する場合がある。
【００６７】
又、左端の処理室Ｓと左から２個目の処理室Ｓとを仕切る皿状の容器形成部材５１、左から２個目の処理室Ｓと左から３個目の処理室Ｓとを仕切る仕切り部材５２の夫々に、夫々の両側の処理室Ｓを連通する流体通過部５４を設けてある。そして、左から２個目の処理室Ｓにて構成する脱硫室１を１段目とし、左端の処理室Ｓにて構成する脱硫室１を２段目として、脱硫対象の原燃料ガスを、脱硫前原燃料通流室１３を通過させて予熱した後、１段目、２段目の順に各脱硫室１を通流させて、脱硫処理するように構成してある。
【００６８】
又、脱硫前原燃料通流室１３を構成する左から３個目の処理室Ｓと１段目の変成室４を構成する右端の処理室Ｓとを仕切る皿状の容器形成部材５１を、伝熱壁として、その伝熱壁を通して、脱硫前原燃料通流室１３を通流する脱硫対象の原燃料ガスと１段目の変成室４を通流する変成処理対象の改質処理ガスとを熱交換させるように構成してある。
つまり、１段目の変成室４を前記下流側熱交換用通流室１２として兼用するように構成して、前記脱硫前原燃料通流室１３と下流側熱交換用通流室１２とにより、前記脱硫前原燃料用熱交換器Ｅｂを構成してある。
【００６９】
左から６個目の容器Ｂ６（処理室Ｓを前記容器並び方向に４個備えた多処理室型の容器Ｂｍ）において、左端の処理室Ｓを前記温調用排ガス通流室９に構成し、左から２個目、左から３個目及び右端の処理室Ｓの夫々は、前記変成反応用触媒２１を充填して変成室４に構成してある。
【００７０】
又、左から２個目の処理室Ｓと左から３個目の処理室Ｓを仕切る仕切り部材５２、左から３個目の処理室Ｓと右端の処理室Ｓとを仕切る皿状の容器形成部材５１夫々に、夫々の両側の処理室Ｓを連通する流体通過部５４を設けてある。そして、左から２個目の処理室Ｓにて構成する変成室４を２段目とし、左から３個目の処理室Ｓにて構成する変成室４を３段目とし、右端の処理室Ｓにて構成する変成室４を４段目として、前記左から５個目の容器Ｂ５にて構成する１段目の変成室４からこの２段目の変成室４に外部のガス処理流路３２にて改質処理ガスを供給して、改質処理ガスを２段目、３段目、４段目の順に各変成室４を通流させて、変成処理するように構成してある。
【００７１】
ちなみに、前記変成室４では、変成反応用触媒２１の触媒作用により、改質室３から供給される改質処理ガス中の一酸化炭素と水蒸気とを、例えば、１５０〜４００°Ｃの範囲の変成処理温度の下で、下記の反応式（２）にて変成反応させる。
【００７２】
【化２】
2007265777.tif 000004
【００７３】
左から７個目、即ち右端の容器Ｂ７（基本型の容器Ｂｓ）において、左側の処理室Ｓは何にも用いずに伝熱調整用とし、右側の処理室Ｓは、一酸化炭素ガスを選択的に酸化処理する白金、ルテニウム、ロジウム等の貴金属系の選択酸化用触媒２２を充填して前記選択酸化室５に構成してある。
【００７４】
この選択酸化室５は、前記変成室４にて変成処理された改質処理ガスと選択酸化用空気が混合状態で下端部から供給されて、上方側に向けて流動して上端部から排出するように構成され、選択酸化室５における下端部の選択酸化触媒２２の温度を検出するように、選択酸化室温度検出手段としての下端選択酸化温度センサＴｂを設け、選択酸化室５における上下方向略中央部の選択酸化触媒２２の温度を検出するように、中央選択酸化温度センサＴｍを設けてある。
【００７５】
ちなみに、前記選択酸化室５では、選択酸化反応用触媒２２の触媒作用により、例えば８０〜１５０°Ｃの選択酸化処理温度の下で、変成処理後の改質処理ガス中に残存している一酸化炭素ガスが選択酸化される。
【００７６】
尚、容器Ｂの処理室Ｓに、前記改質反応用触媒１９等の触媒を充填する場合は、扁平状の容器Ｂを上下方向に沿わせた姿勢で、処理室Ｓにおける底部よりもやや上方部にて触媒を受けるべく、多孔状の触媒受け板５５を、その処理室Ｓを形成する皿状の容器形成部材５１、仕切り部材５２又は皿状の補助容器形成部材５３に溶接にて取り付けてある。
【００７７】
そして、上述の７個の扁平状の容器Ｂを、夫々を上下方向に沿わせた姿勢で、左端の容器Ｂ１の外側、左端の容器Ｂ１と左から２個目の容器Ｂ２との間、左から２個目の容器Ｂ２と左から３個目の容器Ｂ３との間、左から３個目の容器Ｂ３と左から４個目の容器Ｂ４との間、左から４個目の容器Ｂ４と左から５個目の容器Ｂ５との間、及び、左から５個目の容器Ｂ５と左から６個目の容器Ｂ６との間の夫々に伝熱量調節用の断熱材２３を配置した状態で密接状態に並べて設けて、前記押し付け手段により、それら密接状態の７個の容器Ｂを容器並び方向に直交する方向での相対移動を許容する状態で容器並び方向両側から押し付けるように構成し、更に、前記選択酸化室５を構成する右端の容器Ｂ７の側方に、その容器Ｂ７に向けて通風するように冷却用送風機２６を設けて、その冷却用送風機２６により、前記選択酸化室５を冷却するように構成してある。
【００７８】
つまり、脱硫室１、改質室３、変成室４及び選択酸化室５のうち、改質室３が最も高温に維持する必要があり、選択酸化室５が最も低温に維持する必要がある。
そこで、改質室３とそれを加熱する燃焼室６とを伝熱可能に密接させて設け、その密接状態の改質室３及び燃焼室６における改質室３側に、脱硫室１、変成室４、選択酸化室５を記載順に改質室３の側から並んで位置し且つ改質室３及び燃焼室６から伝熱可能な状態で設け、密接状態の改質室３及び燃焼室６における燃焼室６側に、水蒸気生成室２を改質室３及び燃焼室６から伝熱可能な状態で設けてある。
【００７９】
そして、隣接するもの同士の間、即ち、改質室３と脱硫室１との間、脱硫室１と変成室４との間、変成室４と選択酸化室５との間、及び、燃焼室６と水蒸気生成室２との間のそれぞれの伝熱状態（伝熱量）を所定に設定して、改質室３を改質処理温度に維持するように改質バーナ１７の燃焼量を調節し、且つ、選択酸化室５を選択酸化処理温度に維持するように冷却用送風機２６の通風量を調節することにより、改質室３と選択酸化室５との間に位置する脱硫室１及び変成室４を、温度を制御しなくても成り行きにてそれぞれ脱硫処理温度、変成処理温度に維持することができ、並びに、水蒸気生成室２を成り行きにて水蒸気生成に適正な温度に維持することができるように構成してある。
【００８０】
以下、図１及び図２に基づいて、各容器Ｂにて形成される各処理室Ｓに流体を供給したり、各処理室Ｓから流体を排出するための、各処理室Ｓに対する流路の接続形態について説明する。尚、各処理室Ｓにおいては、流体を上部から供給して下方側に向けて通流させて下部から排出する、あるいは、流体を下部から供給して上方側に向けて通流させて上部から排出するように、流体を上下方向に通流させるように構成するので、各流路は、各処理室Ｓの上端部又は下端部に接続する。
【００８１】
発電用原燃料供給路３１を前記脱硫前原燃料通流室１３に接続し、前記２段目の脱硫室１と前記脱硫後原燃料通流室１１とを、その脱硫後原燃料通流室１１と前記改質室３とを、前記改質室加熱用通流室７と前記上流側熱交換用通流室１０とを、その上流側熱交換用通流室１０と前記下流側熱交換用通流室１２を兼用する前記１段目の変成室４とを、その１段目の変成室４と前記２段目の変成室４とを、前記４段目の変成室４と前記選択酸化室５とを、夫々ガス処理流路３２にて接続し、更に、その選択酸化室５と燃料電池Ｇの燃料ガス供給部とを燃料ガス流路３３にて接続して、脱硫前原燃料通流室１３、１段目、２段目の脱硫室１、脱硫後原燃料通流室１１、改質室３、改質室加熱用通流室７、上流側熱交換用通流室１０、１段目、２段目、３段目、４段目の変成室４、選択酸化室５を順に流れて、燃料電池Ｇに至るガス処理経路を形成してある。
【００８２】
前記発電用原燃料供給路３１には、この発電用原燃料供給路３１を通して改質処理用の原燃料ガスを圧送する改質用原燃料ポンプ２７、及び、この改質用原燃料ポンプ２７にて供給される原燃料ガスの流量を検出する改質用原燃料流量センサＱを設けてある。
そして、改質用原燃料ポンプ２７の回転速度を調節することにより、改質処理用の原燃料ガスの供給量を調節するように構成してある。
【００８３】
又、前記４段目の変成室４と前記選択酸化室５とを接続するガス処理流路３２には、選択酸化用送風手段としての選択酸化用送風機２４から選択酸化用空気が供給される選択酸化用空気供給路２５を接続して、変成室４にて変成処理された改質処理ガスに選択酸化用空気を混合させて前記選択酸化室５に供給するように構成してある。
【００８４】
つまり、原燃料ガスを１段目、２段目の脱硫室１にて脱硫処理し、その脱硫処理した原燃料ガスに、後述する水蒸気生成室２から水蒸気流路３４にて供給される水蒸気を混合させ、その水蒸気を混合させた原燃料ガスを改質室３にて改質処理し、その改質処理ガスを１段目、２段目、３段目、４段目の変成室４にて変成処理し、その変成処理した改質処理ガスを選択酸化室５にて選択酸化処理して、一酸化炭素含有率の小さい水素含有ガスを生成し、その水素含有ガスを燃料ガスとして燃料ガス流路３３を通じて燃料電池Ｇに供給するように構成してある。
【００８５】
前記燃焼室６と前記加熱用排ガス通流室８とを、その加熱用排ガス通流室８と前記温調用排ガス通流室９とを、その温調用排ガス通流室９と前記エコノマイザＥｃの前記排熱源排ガス通流室１４とを、夫々燃焼排ガス流路３７にて接続して、燃焼室６から排出される燃焼排ガスを、加熱用排ガス通流室８、温調用排ガス通流室９、エコノマイザＥｃの排熱源排ガス通流室１４の順に通流させるように構成してある。
【００８６】
前記燃料電池Ｇの前記燃料極から排出されるオフガスを前記改質バーナ１７にて燃焼させる燃焼用燃料として導くオフガス路３８にて、その燃料電池Ｇのオフガス排出部と前記エコノマイザＥｃの燃焼用ガス通流室１５とを、その燃焼用ガス通流室１５と前記改質バーナ１７の第２噴出管１７Ｂとを、夫々接続してある。
【００８７】
又、前記改質バーナ１７に燃焼用空気を供給する燃焼用送風手段としての燃焼用送風機３９と前記エコノマイザＥｃの前記燃焼用空気通流室１６とを、その燃焼用空気通流室１６と前記改質バーナ１７の第１噴出管１７Ａとを、夫々燃焼用空気流路４０にて接続してある。
【００８８】
そして、前記エコノマイザＥｃにて、燃焼排ガスの排熱をオフガス及び燃焼用空気に回収して、それらオフガス及び燃焼用空気を予熱し、そのように予熱したオフガス及び燃焼用空気を前記改質バーナ１７に供給して燃焼させるように構成してある。
【００８９】
更に、前記改質バーナ１７の第１噴出管１７Ａには、原燃料ガスを燃焼用燃料として供給するバーナ用原燃料供給路４１を接続してある。
このバーナ用原燃料供給路４１には、このバーナ用原燃料供給路４１を通して供給する原燃料ガスの供給量を調節するバーナ用原燃料調節弁Ｖ２を設けてある。
【００９０】
尚、前記バーナ用原燃料供給路４１と前記燃焼用空気流路４０とは、前記第１噴出管１７Ａの手前で合流させた状態でその第１噴出管１７Ａに接続してあり、原燃料ガスを燃焼用空気と予混合した状態で第１噴出管１７Ａに供給するように構成してある。
【００９１】
改質処理用の水蒸気を生成するための改質用水を改質用水ポンプ４２にて供給する改質用水供給流路４３を前記水蒸気生成室２に接続し、前記加熱用排ガス通流室８による加熱により前記水蒸気生成室２にて生成された水蒸気を導く前記水蒸気流路３４を、２段目の脱硫室１と前記脱硫後原燃料通流室１１とを接続するガス処理流路３２に接続して、脱硫室１にて脱硫された原燃料ガスに水蒸気を混合させるように構成してある。
【００９２】
つまり、改質室３に隣接する処理室Ｓを、その改質室３を加熱するために燃焼用燃料を燃焼させる燃焼室６に構成し、互いに隣接する二つの処理室Ｓのうちの一方を、供給される水を加熱により蒸発させる水蒸気生成室２に構成し、他方を前記燃焼室６から排出される燃焼排ガスを前記水蒸気生成室２を加熱するために通流させる加熱用排ガス通流室８に構成し、前記水蒸気生成室２で生成された水蒸気が改質反応用として前記改質室３に供給されるように構成してある。
【００９３】
上述のように構成することにより、炭化水素系の原燃料と水蒸気を用いて一酸化炭素ガス含有量の少ない水素含有ガスを生成する燃料ガス生成部Ｐを、原燃料の改質処理用の水蒸気を生成する水蒸気生成部をも備えた状態で一体的に構成してある。
又、改質室３及び水蒸気生成室２夫々を加熱する必要があるものの、水は原燃料と水蒸気とが改質反応する温度よりも低い温度で蒸発することを利用して、燃焼室６を改質室３に隣接して設けて、その燃焼室６にて改質室３を高温に加熱し、その燃焼室６から排出される燃焼排ガスを水蒸気生成室２に隣接する加熱用排ガス通流室８に通流させて水蒸気生成室２を加熱するようにしてある。
つまり、一つの燃焼室６により、改質室３と水蒸気生成室２の両方を夫々に適した温度に加熱するので、装置の低廉化並びに消費エネルギーの低減化を図ることができる。
【００９４】
次に、前記制御部Ｃの制御動作について、説明する。
図６のフローチャートに示すように、制御部Ｃは、起動タイミングになると（ステップ＃１）、改質バーナ１７に着火して改質室３を改質用設定温度に加熱する起動運転モードを実行し（ステップ＃２）、その起動運転モードが終了すると、燃料ガス生成部Ｐに改質用の原燃料ガスを供給して燃料ガスを生成すると共にその生成燃料ガスを燃料電池Ｇに供給して発電させる通常運転モードを実行し（ステップ＃３）、その通常運転モードの実行中にパラメータ修正タイミングになると（ステップ＃４）、燃料ガス生成部Ｐの運転を制御するためのパラメータを修正するパラメータ修正運転を実行し（ステップ＃５）、停止タイミングになると（ステップ＃６）、所定の停止処理を実行して（ステップ＃７）、燃料ガス生成部Ｐ及び燃料電池Ｇの運転を停止する。
【００９５】
例えば、この燃料電池発電装置を１日のうちの所定の運転時間帯に運転する場合は、その運転時間帯の開始時刻になると起動タイミングとなり、その運転時間帯の終了時刻になると停止タイミングになる。
ちなみに、前記改質用設定温度は、設定適正温度に相当するものであり、例えば、６００〜７５０°Ｃの範囲内の所定の温度に設定する。
【００９６】
又、この燃料電池発電装置の運転時間を積算した積算運転時間が設定時間（例えば３００時間毎に設定する）に達すると、パラメータ修正タイミングになるように構成する。
【００９７】
前記起動運転モードにおいては、燃焼用空気の供給量が起動用設定空気供給量となるように、燃焼用送風機３９の回転速度を調節し、イグナイタ（図示省略）を作動させ、バーナ用の原燃料ガスの供給量が起動用設定燃料供給量になるように、バーナ用原燃料調節弁Ｖ２の開度を調節し、フレームロッド（図示省略）により改質バーナ１７の着火を検出すると、イグナイタをオフし、その後、改質温度センサＴｒの検出情報に基づいて、改質反応用触媒１９の温度が改質用設定温度（例えば、７００°Ｃ）になると、起動運転モードを終了する。
【００９８】
前記通常運転モードについて、説明を加える。
この通常運転モードにおいては、現在要求されている電力負荷に対して追従する目標出力を設定して、燃料電池Ｇの出力を目標出力（出力電流値）に調節する電主運転を実行する。
【００９９】
図８に示すように、予め、燃料電池Ｇの目標出力とその目標出力を燃料電池Ｇにて出力するのに必要とする改質用の目標原燃料ガス流量との関係を、出力対原燃料ガス流量情報として、目標出力が大きくなるほど目標原燃料ガス流量が多くなる状態で設定してある。
【０１００】
図９に示すように、予め、改質反応用触媒１９を前記改質用設定温度に加熱するための燃焼室６の目標燃焼室温度を、燃料電池Ｇの目標出力に応じて、その目標出力が大きくなるほど目標燃焼室温度が高くなる状態で設定してある。この燃料電池Ｇの目標出力と燃焼室６の目標燃焼室温度との関係が、燃料電池Ｇの目標出力の大きさに応じた燃焼室６の燃焼室温度を定めた出力対燃焼室温度情報である。
つまり、燃料電池Ｇの目標出力が大きくなると、改質室４における原燃料ガスの改質処理量が多くなるので、その改質室４の温度を改質用設定温度に維持するには、改質バーナ１７への燃焼用燃料の供給量を多くして燃焼室６の温度を高くすることになり、前述のように出力対燃焼室温度情報を設定してある。
【０１０１】
図１０に示すように、改質用の原燃料ガス流量に対して所定のＳ／Ｃ（改質室３への原燃料ガス供給量に対する水蒸気供給量の比）となるように改質用水を供給するための改質用水ポンプ４２の目標回転速度を、燃料電池Ｇの目標出力に応じて、その目標出力が大きくなるほど目標回転速度が高くなる状態で設定してある。以下、この燃料電池Ｇの目標出力と改質用水ポンプ４２の目標回転速度との関係を、出力対改質用水ポンプ回転速度情報と記載する場合がある。ちなみに、Ｓ／Ｃは、例えば２．５〜３．０の範囲に設定する。
【０１０２】
図１１に示すように、改質バーナ１７への燃焼用燃料の供給量に応じた量の燃焼用空気を供給するための燃焼用送風機３９の目標回転速度を、改質バーナ１７への燃焼用燃料の供給量に応じて、その燃焼用燃料の供給量が多くなるほど目標回転速度が高くなる状態で設定してある。この改質バーナ１７への燃焼用燃料の供給量と燃焼用送風機３９の目標回転速度との関係が、改質バーナ１７への燃焼用燃料の供給量に応じた燃焼用送風機３９の目標回転速度を定めた出力対回転速度情報（以下、出力対燃焼用送風機回転速度情報と記載する）である。
つまり、燃料電池Ｇの目標出力が大きくなると、燃焼室６の温度を燃料電池Ｇの目標出力に応じた目標燃焼室温度に維持するための改質バーナ１７への燃焼用燃料の供給量が多くなり、それに応じて、改質バーナ１７への燃焼用空気の供給量を多くする必要があり、前述のように、出力対燃焼用送風機回転速度情報を設定してある。
【０１０３】
尚、燃焼室６にて改質バーナ１７を燃焼させるに当たっては、燃焼室６の温度が極力高くなるように燃焼させるのが、燃焼を安定化させて改質室３を改質用設定温度になるように適切に加熱するようにする上で好ましい。そこで、改質バーナ１７に供給する燃焼用空気の空気比が、燃焼室６をその温度を極力高くすべく加熱できるように改質バーナ１７を燃焼させる空気比となるように、燃焼用空気の供給量を定めて、その燃焼用空気の供給量に基づいて、前記出力対燃焼用送風機回転速度情報を定めてある。
【０１０４】
図１２に示すように、選択酸化室５に供給される改質処理ガス中の一酸化炭素を選択酸化するのに適切な量の選択酸化用空気を供給するための選択酸化用送風機２４の目標回転速度を、燃料電池Ｇの目標出力に応じて、その目標出力が大きくなるほど目標回転速度が高くなる状態で設定してある。以下、この燃料電池Ｇの目標出力と選択酸化用送風機２４の目標回転速度との関係を、出力対選択酸化用送風機回転速度情報と記載する。
つまり、燃料電池Ｇの目標出力が大きくなると、選択酸化室５にて選択酸化処理する対象の改質処理ガスの量が多くなるので、選択酸化室５に供給する選択酸化用空気の流量を多くする、即ち、選択酸化用送風機２４の回転速度を速くする必要があり、前述のように、出力対選択酸化用送風機回転速度情報を設定してある。
【０１０５】
尚、選択酸化用送風機２４の回転速度と送風量との関係は予め決まっているので、選択酸化室５に供給される改質処理ガス中の一酸化炭素を選択酸化する選択酸化用空気の流量を、選択酸化用送風機２４の回転速度で代用することができる。
従って、上述のように設定した出力対選択酸化用送風機回転速度情報は、燃料電池Ｇの目標出力の大きさに応じた選択酸化用空気の目標流量を予め定めた出力対選択酸化用流量情報に相当するものである。
【０１０６】
前記制御部Ｃは、通常運転モードにおいては、現在要求されている電力負荷に対して追従する目標出力を設定して、前記出力対原燃料ガス流量情報に基づいて設定目標出力に応じた目標原燃料ガス流量を求めて、改質用原燃料流量センサＱにて検出される流量が求めた目標原燃料ガス流量になるように改質用原燃料ポンプ２７の回転速度を調節し、前記出力対改質用水ポンプ回転速度情報に基づいて設定目標出力に応じた目標回転速度を求めて、その求めた目標回転速度になるように改質用水ポンプ４２を制御し、前記出力対燃焼室温度情報に基づいて設定目標出力に応じた目標燃焼室温度を求めて、燃焼温度センサＴｆの検出温度が求めた目標燃焼室温度になるようにバーナ用原燃料調節弁Ｖ２にて改質バーナ１７への原燃料ガスの供給量を調節し（即ち、燃焼用燃料の供給量を調節し）、前記出力対燃焼用送風機回転速度情報に基づいて改質バーナ１７への燃焼用燃料の供給量に応じた目標回転速度を求めて、その求めた目標回転速度になるように燃焼用送風機３９を制御し、前記出力対選択酸化用送風機回転速度情報に基づいて設定目標出力に応じた目標回転速度を求めて、その求めた目標回転速度になるように選択酸化用送風機２４を制御し、並びに、中央選択酸化温度センサＴｍの検出温度が選択酸化用設定温度（例えば、８０〜１５０°Ｃ）になるように、冷却用送風機２６の回転速度を調節する。
【０１０７】
前記出力対燃焼用送風機回転速度情報に基づく燃焼用送風機３９の回転速度の制御について、説明を加える。
燃料電池Ｇにおける燃料利用率は予め設定されており、目標出力及びバーナ用原燃料調節弁Ｖ２の制御情報に基づいて、改質バーナ１７に供給されるオフガスと原燃料ガスとを合わせた燃焼用燃料の量を求めることができる。
従って、制御部Ｃは、現時点の目標出力についての改質バーナ１７への燃焼用燃料の供給量（オフガスと原燃料ガスとを合わせた量）を求めて、前記出力対燃焼用送風機回転速度情報に基づいて、その求めた燃焼用燃料の供給量に応じた燃焼用送風機３９の目標回転速度を求め、その求めた目標回転速度になるように燃焼用送風機３９の回転速度を調節する。
【０１０８】
次に、前記パラメータ修正運転について説明を加える。
前記制御部Ｃは、燃焼用調節モード、改質用調節モード及び選択酸化用調節モードの夫々に各別に切り換え自在なように構成してある。
そして、制御部Ｃは、前記燃焼用調節モードにおいて、燃料電池Ｇの発電出力をパラメータ修正用の目標出力にするように改質室３への原燃料ガスの供給量を調節して維持し且つ燃焼室６の温度が前記出力対燃焼室温度情報と前記パラメータ修正用の目標出力とに基づいて求めた目標燃焼室温度になるように改質バーナ１７への燃焼用燃料の供給量を調節した状態に維持し、且つ、燃焼温度センサＴｆの検出情報に基づいて、燃焼室６の温度を最高又は略最高にするための燃焼用送風機３９の回転速度を求めるべく、燃焼用送風機３９の回転速度を変更調節して、求めた燃焼用送風機３９の回転速度に基づいて前記出力対燃焼用送風機回転速度情報を修正するように構成してある。
【０１０９】
この燃焼用調節モードについて、説明を加える。
この燃焼用調節モードにおいては、前記出力対原燃料ガス流量情報に基づいてパラメータ修正用の目標出力に応じた目標原燃料ガス流量を求めて、改質用原燃料流量センサＱにて検出される流量が求めた目標原燃料ガス流量になるように改質用原燃料ポンプ２７の回転速度を調節して維持し、前記出力対改質用水ポンプ回転速度情報に基づいてパラメータ修正用の目標出力に応じた目標回転速度を求めて、その求めた目標回転速度になるように改質用水ポンプ４２を制御して維持し、前記出力対燃焼室温度情報に基づいてパラメータ修正用の目標出力に応じた目標燃焼室温度を求めて、燃焼温度センサＴｆの検出温度が求めた目標燃焼室温度になるようにバーナ用原燃料調節弁Ｖ２にて改質バーナ１７への原燃料ガスの供給量を調節して維持し、前記出力対選択酸化用送風機回転速度情報に基づいてパラメータ修正用の目標出力に応じた目標回転速度を求めて、その求めた目標回転速度になるように選択酸化用送風機２４を制御して維持し、並びに、中央選択酸化温度センサＴｍの検出温度が選択酸化用設定温度になるように、冷却用送風機２６の回転速度を調節する状態で、燃焼用送風機３９の回転速度を変更調節して、改質バーナ１７への燃焼用空気の供給量を変更調節する。
そして、そのように改質バーナ１７への燃焼用空気の供給量を変更調節する間の、燃焼温度センサＴｆの検出情報に基づいて、燃焼室６の温度を最高にする燃焼用送風機３９の回転速度を求める。
【０１１０】
要するに、改質室３への原燃料ガスの供給量、水蒸気生成室２への改質用水の供給量、及び、選択酸化室５への選択酸化用空気の供給量の夫々を、パラメータ修正用の目標出力に応じた量に維持し、且つ、改質バーナ１７への燃焼用燃料の供給量を、燃焼温度センサＴｆの検出温度がパラメータ修正用の目標出力に応じた目標燃焼室温度になるように調節した量に維持した状態で、改質バーナ１７への燃焼用空気の供給量を変更調節するべく燃焼用送風機３９の回転速度を変更調節することにより、燃焼室３の温度を変動させて、燃焼室３の温度が最高となる燃焼用送風機３９の回転速度を求めることになる。
【０１１１】
例えば、図１３の破線にて示すように、燃焼用送風機３９の回転速度を変更調節することにより、燃焼室３の温度が変動した場合、その燃焼室３の温度がピークとなる燃焼用送風機３９の回転速度を求めるのである。ちなみに、図１３において、実線は、出力対燃焼用送風機回転速度情報を設定したときの燃焼用送風機３９の回転速度と燃焼室３の温度との関係であり、燃焼室３の温度がピークとなる燃焼用送風機３９の回転速度が変動している。
【０１１２】
そして、上述のように燃焼用調節モードを実行しているときの改質バーナ１７への燃焼用燃料の供給量に対応する燃焼用送風機３９の目標回転速度が、求めた燃焼用送風機３９の回転速度となるように、図１１に示す如く、実線にて示す出力対燃焼用送風機回転速度情報を、破線にて示すように修正するのである。
【０１１３】
又、前記制御部Ｃは、前記改質用調節モードにおいて、燃料電池Ｇの発電出力をパラメータ修正用の目標出力にするように改質室３への原燃料ガスの供給量を調節して維持し、且つ、改質温度センサＴｒの検出情報と燃焼温度センサＴｆの検出情報とに基づいて、改質室３の温度を前記改質用設定温度にするための燃焼室６の温度を求めるべく、改質バーナ１７への燃焼用燃料の供給量を変更調節して、求めた燃焼室６の温度に基づいて前記出力対燃焼室温度情報を修正するように構成してある。
【０１１４】
この改質用調節モードについて、説明を加える。
この改質用調節モードにおいては、前記出力対原燃料ガス流量情報に基づいてパラメータ修正用の目標出力に応じた目標原燃料ガス流量を求めて、改質用原燃料流量センサＱにて検出される流量が求めた目標原燃料ガス流量になるように改質用原燃料ポンプ２７の回転速度を調節して維持し、前記出力対改質用水ポンプ回転速度情報に基づいてパラメータ修正用の目標出力に応じた目標回転速度を求めて、その求めた目標回転速度になるように改質用水ポンプ４２を制御して維持し、前記出力対選択酸化用送風機回転速度情報に基づいてパラメータ修正用の目標出力に応じた目標回転速度を求めて、その求めた目標回転速度になるように選択酸化用送風機２４を制御して維持し、並びに、中央選択酸化温度センサＴｍの検出温度が選択酸化用設定温度になるように、冷却用送風機２６の回転速度を調節する状態で、改質バーナ１７への燃焼用燃料の供給量を変更調節すべくバーナ用原燃料調節弁Ｖ２の作動を制御し、且つ、前記出力対燃焼用送風機回転速度情報に基づいて、現時点の改質バーナ１７への燃焼用燃料の供給量に応じた目標回転速度を求めて、その求めた目標回転速度になるように燃焼用送風機３９を制御する。
そして、そのように改質バーナ１７への燃焼用燃料の供給量を変更調節する間の、改質温度センサＴｒの検出情報と燃焼温度センサＴｆの検出情報とに基づいて、改質室３の温度（具体的には、改質反応触媒１９の温度）を改質用設定温度にするための燃焼室６の温度を求める。
【０１１５】
要するに、改質室３への原燃料ガスの供給量、水蒸気生成室２への改質用水の供給量、及び、選択酸化室５への選択酸化用空気の供給量の夫々を、パラメータ修正用の目標出力に応じた量に維持する状態で、改質バーナ１７への燃焼用燃料の供給量を変更調節すると共に、燃焼用送風機３９の回転速度を、出力対燃焼用送風機回転速度情報から求めた改質バーナ１７への燃焼用燃料の供給量に応じた回転速度に調節することにより、燃焼室３の温度を変動させて、改質室３の温度を改質用設定温度にするための燃焼室６の温度を求めることになる。
【０１１６】
そして、パラメータ修正用の目標出力に対応する目標燃焼室温度が、求めた燃焼室６の温度となるように、図９に示す如く、実線にて示す出力対燃焼室温度情報を破線にて示すように修正するのである。
【０１１７】
又、前記制御部Ｃは、前記選択酸化用調節モードにおいて、燃料電池Ｇの発電出力をパラメータ修正用の目標出力にするように改質室３への原燃料ガスの供給量を調節して維持し、且つ、下端選択酸化温度センサＴｂの検出情報に基づいて、選択酸化室５の温度を前記選択酸化用設定温度にするための選択酸化用空気の流量を求めるべく、選択酸化用送風機２４の回転速度を変更調節して、求めた選択酸化用空気の流量に基づいて出力対選択酸化用空気流量情報としての出力対選択酸化用送風機回転速度情報を修正するように構成してある。
【０１１８】
この選択酸化用調節モードについて、説明を加える。
この選択酸化用調節モードにおいては、前記出力対原燃料ガス流量情報に基づいてパラメータ修正用の目標出力に応じた目標原燃料流量を求めて、改質用原燃料流量センサＱにて検出される流量が求めた目標原燃料ガス流量になるように改質用原燃料ポンプ２７の回転速度を調節して維持し、前記出力対改質用水ポンプ回転速度情報に基づいてパラメータ修正用の目標出力に応じた目標回転速度を求めて、その求めた目標回転速度になるように改質用水ポンプ４２を制御して維持し、前記出力対燃焼室温度情報に基づいてパラメータ修正用の目標出力に応じた目標燃焼室温度を求めて、燃焼温度センサＴｆの検出温度が求めた目標燃焼室温度になるようにバーナ用原燃料調節弁Ｖ２にて改質バーナ１７への原燃料ガスの供給量を調節して維持し、並びに、前記出力対燃焼用送風機回転速度情報に基づいて改質バーナ１７への燃焼用燃料の供給量に応じた目標回転速度を求めて、その求めた目標回転速度になるように燃焼用送風機３９を制御して維持する状態で、選択酸化用送風機２４の回転速度を変更調節する。
そして、そのように選択酸化用送風機２４の回転速度を変更調節する間の、下端選択酸化温度センサＴｂの検出情報に基づいて、選択酸化室５の温度を前記選択酸化用設定温度にするための選択酸化用送風機２４の回転速度を求める。
【０１１９】
要するに、改質室３への原燃料ガスの供給量、水蒸気生成室２への改質用水の供給量の夫々をパラメータ修正用の目標出力に応じた量に維持し、且つ、改質バーナ１７への燃焼用燃料の供給量を、燃焼温度センサＴｆの検出温度がパラメータ修正用の目標出力に応じた目標燃焼室温度になるように調節すると共に、燃焼用送風機３９の回転速度を、出力対燃焼用送風機回転速度情報から求めた改質バーナ１７への燃焼用燃料の供給量に応じた回転速度に調節する状態で、選択酸化室５への選択酸化用空気の供給量を変更調節するべく選択酸化用送風機２４の回転速度を変更調節することにより、選択酸化室５の温度を変動させて、選択酸化室５の温度が選択酸化用設定温度となる選択酸化用送風機２４の回転速度（即ち、選択酸化用空気の流量）を求めることになる。
【０１２０】
そして、パラメータ修正用の目標出力に対応する選択酸化用送風機２４の目標回転速度（即ち、選択酸化用空気の目標流量）となるように、図１２に示す如く、実線にて示す出力対選択酸化用送風機回転速度情報を破線にて示すように修正するのである。
【０１２１】
次に、図７に示すフローチャートに基づいて、パラメータ修正運転について、説明を加える。
尚、パラメータ修正用の目標出力Ｐを、例えば、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４の４段階に設定してある。ちなみに、燃料電池Ｇの発電出力の調節範囲が２５０〜１０００Ｗの場合、パラメータ修正用の目標出力Ｐを、例えば、２５０Ｗ、５００Ｗ、７５０Ｗ、１０００Ｗの４段階に設定する。
【０１２２】
パラメータ修正用の目標出力Ｐの段数を示す変数ｎを１に設定して（ステップ＃１１）、パラメータ修正用の目標出力ＰをＰ１として（ステップ＃１２）、燃焼用調節モード、改質用調節モード、選択酸化用調節モードを順次実行する（ステップ＃１３〜＃１５）。
続いて、ステップ＃１６において、ｎがパラメータ修正用の目標出力Ｐの設定段数Ｎ（例えば４）に達したか否かを判断して、達していない間は、ステップ＃１７にて、ｎを１ずつ増やして、パラメータ修正用の目標出力Ｐを１段ずつ上げて、各パラメータ修正用の目標出力Ｐにて、燃焼用調節モード、改質用調節モード、選択酸化用調節モードを順次実行し（ステップ＃１３〜＃１５）、ｎが設定段数Ｎに達するとリターンする。
【０１２３】
つまり、複数段のパラメータ修正用の目標出力Ｐの夫々について、燃焼用調節モード、改質用調節モード、選択酸化用調節モードを記載順に順次実行する。
【０１２４】
つまり、制御部Ｃを、前記改質用調節モードを実行するときは、前記燃焼用調節モードを実行した後に、前記改質用調節モードを実行するように構成してある。
又、制御部Ｃを、燃料電池発電装置の運転時間を積算した積算運転時間を運転経過情報として、その積算運転時間に基づいてパラメータ修正タイミングを判別して、そのパラメータ修正タイミングにて、改質用調節モード、選択酸化用調節モード及び燃焼用調節モードのうちの少なくとも一つを実行するように構成してある。
【０１２５】
〔別実施形態〕
次に別実施形態を説明する。
（イ）  上記の実施形態においては、パラメータ修正運転において、前記改質用調節モード、前記選択酸化用調節モード及び前記燃焼用調節モードの全てを実行する場合について例示したが、前記改質用調節モード、前記選択酸化用調節モード及び前記燃焼用調節モードのうちのいずれか１つ、又は、いずれか２つを実行するように構成しても良い。
又、前記改質用調節モード、前記選択酸化用調節モード及び前記燃焼用調節モードを実行する順序は、上記の実施形態において例示した順序に限定されるものではないが、前記改質用調節モードは、前記燃焼用調節モードの後に実行するのが好ましい。
又、パラメータ修正タイミングになる毎に、実行する調節モードを異ならせても良い。
【０１２６】
（ロ）  上記の実施形態においては、通常運転モードを中断して、前記改質用調節モード、前記選択酸化用調節モード及び前記燃焼用調節モードを実行する場合について例示したが、通常運転モードにおいて、燃料電池Ｇの発電出力がパラメータ修正運転を実行するのに必要となる所定の時間以上にわたって一定となると予測されるときは、その発電出力が所定の時間以上にわたって一定となる通常運転モード中において、前記改質用調節モード、前記選択酸化用調節モード及び前記燃焼用調節モードを実行するように構成しても良い。例えば、電力負荷を予測して、その予測電力負荷を出力するように燃料電池Ｇの発電出力を調節する場合、予測電力負荷が所定の時間以上にわたって一定となるときに、前記改質用調節モード、前記選択酸化用調節モード及び前記燃焼用調節モードを実行するように構成しても良い。
【０１２７】
（ハ）  前記選択酸化用空気供給路２５に、そこを通流する選択酸化用空気の流量を検出する選択酸化用空気流量センサを設けて、選択酸化用空気の流量調節を、この選択酸化用空気流量センサの検出情報に基づいて選択酸化用送風機２４の回転速度を調節することにより行うように構成しても良い。
この場合、前記出力対選択酸化用空気流量情報としては、上記の実施形態のように、選択酸化用空気の流量を選択酸化用送風機２４の回転速度で代用した出力対選択酸化用送風機回転速度情報とするのではなく、目標出力の大きさに応じて、選択酸化用空気の目標流量そのものを定めることになる。
従って、通常運転モードにおいては、出力対選択酸化用空気流量情報に基づいて、設定した目標出力に応じた目標流量を求めて、選択酸化用空気流量センサの検出流量がその求めた目標流量になるように選択酸化用送風機２４の回転速度を調節することになる。
又、選択酸化用調節モードにおいては、選択酸化用送風機２４の回転速度を変更調節する間の、下端選択酸化温度センサＴｂの検出情報及び選択酸化用空気流量センサの検出情報に基づいて、選択酸化室５の温度を前記選択酸化用設定温度にするための選択酸化用空気の流量を求めることになる。
【０１２８】
（ニ）  前記出力対回転速度情報としては、上記の実施形態のように、改質バーナ１７への燃焼用燃料の供給量に応じた燃焼用送風機３９の目標回転速度を定めたものに代えて、燃料電池Ｇの目標出力の大きさに応じた燃焼用送風機３９の目標回転速度を定めたものとしても良い。
つまり、燃焼室６の温度を燃料電池Ｇの目標出力に応じた目標燃焼室温度にするために必要とする改質バーナ１７への燃焼用燃料の供給量は、予め予測することができるので、前記出力対回転速度情報としては、燃料電池Ｇの目標出力の大きさに応じた燃焼用送風機３９の目標回転速度を定めたものとすることができる。
【０１２９】
（ホ）  制御部Ｃによりパラメータ修正タイミングを判別させるための運転経過情報としては、上記の実施形態において例示した燃料電池発電装置の積算運転時間に限定されるものではなく、例えば、改質室３への原燃料ガスの供給量を積算した積算原燃料ガス供給量を用いることができる。
又、制御部Ｃによるパラメータ修正タイミングの判別を、日時の経過に基づいて行うように構成しても良い。例えば、設定期間（例えば１ヶ月）毎にパラメータ修正タイミングになると判別するように構成しても良い。
又、制御部Ｃによりパラメータ修正タイミングを判別させて、そのパラメータ修正タイミングにて改質用調節モード、選択酸化用調節モード及び燃焼用調節モードのうちの少なくとも一つを自動的に実行させる構成に代えて、人為的な指令により、改質用調節モード、選択酸化用調節モード及び燃焼用調節モードのうちの少なくとも一つを実行させるように構成しても良い。
【０１３０】
（ヘ）  炭化水素系の原燃料としては、上記の実施形態において例示した天然ガスベースの都市ガス（１３Ａ）に限定されるものではなく、プロパンガス、メタノール等のアルコール類等、種々のものを用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】燃料電池発電装置のブロック図
【図２】燃料ガス生成部の縦断面図
【図３】容器の斜視図
【図４】容器の斜視図
【図５】容器の斜視図
【図６】制御動作のフローチャートを示す図
【図７】制御動作のフローチャートを示す図
【図８】目標出力と目標原燃料ガス流量との関係を示す図
【図９】目標出力と目標燃焼室温度との関係を示す図
【図１０】目標出力と改質用水ポンプの目標回転速度との関係を示す図
【図１１】燃焼用燃料の供給量と燃焼用送風機の回転速度との関係を示す図
【図１２】目標出力と選択酸化用送風機の目標回転速度との関係を示す図
【図１３】燃焼用送風機の回転速度と燃焼室温度との関係を示す図
【符号の説明】
【０１３２】
３    改質室
５    選択酸化室
６    燃焼室
１７  改質バーナ
２４  選択酸化用送風手段
３９  燃焼用送風手段
Ｃ    制御手段
Ｇ    燃料電池
Ｐ    燃料ガス生成部
Ｔｂ  選択酸化室温度検出手段
Ｔｆ  燃焼室温度検出手段
Ｔｒ  改質室温度検出手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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